「超音波とは？」
超音波はヒトが耳で感じることのできる音よりも高い周波数（一般的に20 kHz以上）を持つ音の波の総称です。音は粗密波や弾性波として、空気中だけでなく、液体中や固体中などあらゆる物質中を伝わります。「どんな物質中でも伝搬する」・「人体に無害」という超音波性質を活かして、超音波は我々の生活の様々な場面に応用されています。（図１）。

「どうやって超音波で電子を観るのですか？」
固体をミクロな視点でみると、原子どうしが手をつないで、ジャングルジムのような格子状に連なっているものと考えることができます。図２は横波の超音波が弾性波（剪断波(せんだんは)）として固体の中を伝わる瞬間をえがいた図です。真ん中の「ぐにゃ」と曲がっている赤い部分に注目すると、正方形がひし形に変形し、反時計回りに回転しています。この部分にいる電子は周囲の原子との間の相互作用により、誘起された歪(ひず)みや回転を「場(ば)」として感じます。それは逆に言うと、電子の状態が変化した場合は、音の波の伝わり方（モノの硬さ）が変化することになります。一般に、モノは低温にすると「硬く」なりますが、世の中には電子系のいたずらで、逆に「柔らかく」なる不思議な物質も存在し、硬さ・柔らかさの性質（弾性）の観点から、間接的に電子系の研究を行うことができるのです。専門用語で言うと、超音波測定とは、固体中の電子の静電ポテンシャルを外から直接揺さぶり、その応答を観測する珍しい手法です。この手法は、電子が持つ磁石としての性質「スピン」を計測する磁気測定や、エントロピーに対応する比熱測定と並び、超音波測定は物性物理学（モノの性質を調べる物理学）における有効な測定手段の一つとなっています。

「具体的に何を研究しているのですか？」
我々は電子の軌道の自由度が物性に影響を与える例が顕著にみられる希土類やアクチノイド元素を含む磁性体や超伝導物質を研究しています。これらの元素は、f軌道と呼ばれる電子軌道を持ちますが、絶対零度近くまで温度を下げると、量子力学的な性質によって電子のスピンの自由度と軌道自由度が絡み合い、束縛が解けた電子同士が互いの運動に影響を及ぼし合う「重い電子状態」や、電子軌道が一方向に整列する「多極子秩序」等を起こすことがあります。そういった固体中で強く相関し合う電子の振る舞いが、温度・磁場・圧力などの変化に対して性質を変える現象「相転移」について研究しています。そのために-272 ℃以下の極低温、2万気圧以上の高圧下、60テスラ以上の強磁場下での極限環境下における超音波測定を行い、今までにない機能を示す新物質を日々探し求めています。

「何を目指しているのですか？」
　私がこれまで特に力を入れて取り組んできたのは、カゴの形をした結晶構造を持つ物質が示す特異な電子状態の問題です。（図３）カゴに内包された原子が周りのカゴとゆるく結合している場合、カゴの中でガラガラと振動します（英語で‘‘Rattling(ラットリング)”といいます）。極低温においては、量子力学の不確定性原理により、原子のガラガラ振動がエンタングルメント状態になったり、その「揺らぎ」が超伝導に影響を与えていると考えられる物質も見つかっています。このような新型の超伝導の発現機構の解明を目指す地道な基礎研究はもとより、未来の量子コンピュータにける、ミクロな演算素子やメモリ素子として、この新しい自由度である「ガラガラ振動」が応用できるのではないかと期待しつつ、毎日ワクワクしながら研究を行っています。